蘇俊英，詹長根

(武漢大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，湖北 武漢 430079)

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一種地理信息系統(tǒng)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理多維體系

蘇俊英，詹長根

(武漢大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，湖北 武漢 430079)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)的組織和質(zhì)量保障與實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、實(shí)驗(yàn)軟硬件保障和實(shí)驗(yàn)教學(xué)人才等密切相關(guān)。本文從實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理的體系入手，提出了從創(chuàng)新教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)知識(shí)維、百花齊放的方法維、一體化軟硬件和數(shù)據(jù)平臺(tái)保障的資源維、扎實(shí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)人才維等方面建立實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理多維體系，并以地理信息系統(tǒng)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理多維體系構(gòu)建為例，對(duì)建立多維實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理體系進(jìn)行了設(shè)計(jì)與探討。

地理信息系統(tǒng)；實(shí)踐教學(xué)；管理體系；多維

理工科高校實(shí)驗(yàn)室作為實(shí)驗(yàn)教學(xué)、科學(xué)研究、生產(chǎn)試驗(yàn)、人才培養(yǎng)和技術(shù)開發(fā)的重要基地，在培養(yǎng)創(chuàng)新性、應(yīng)用型人才過程中發(fā)揮的重要作用日益凸現(xiàn)[1-2]。實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理涉及實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源、實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程、課外創(chuàng)新實(shí)踐等眾多方面，參與者包括專業(yè)課教師、專任實(shí)驗(yàn)教師、學(xué)生及外部企事業(yè)單位工程技術(shù)人員，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量需要建立科學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理體系，對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行體系化的設(shè)計(jì)、組織和管理，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理水平，充分發(fā)揮優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源效益，提供開放式自主實(shí)驗(yàn)的質(zhì)量保障，為培養(yǎng)和選拔優(yōu)秀創(chuàng)新人才提供綜合實(shí)踐平臺(tái)[1-4]。

當(dāng)前，實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理體系研究主要包括開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系、平臺(tái)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系、精細(xì)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系等研究，從不同的角度對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理體系進(jìn)行了分析和探討，但側(cè)重點(diǎn)各不相同，如開放式以實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和目標(biāo)為導(dǎo)向，精細(xì)化以實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源配置和組織實(shí)施為切入點(diǎn)，平臺(tái)化則是以實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和資源整合為主要手段[4-6]。新形勢(shì)下面向創(chuàng)新人才培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理體系需要在頂層戰(zhàn)略規(guī)劃、組織實(shí)施、質(zhì)量控制和改進(jìn)調(diào)整(PDCA)方面，進(jìn)行系統(tǒng)化的體系設(shè)計(jì)與建設(shè)，打造一個(gè)內(nèi)容與時(shí)俱進(jìn)、資源共享開放、機(jī)制靈活創(chuàng)新、人才層次分明的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，以實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)相關(guān)的內(nèi)容、資源和人才的良性、可持續(xù)科學(xué)發(fā)展。

地理信息系統(tǒng)(GIS)專業(yè)是地理學(xué)科中與工程技術(shù)學(xué)科交叉最為緊密的學(xué)科，IT、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和工程應(yīng)用技術(shù)的革新都會(huì)帶來地理信息系統(tǒng)技術(shù)的革命。因此，GIS專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理需要在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)資源和人才等方面對(duì)可持續(xù)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理體系的構(gòu)建更為迫切[7-9]，一個(gè)系統(tǒng)、開放、共享和可擴(kuò)展的多維實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理體系對(duì)于GIS專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)至關(guān)重要。實(shí)驗(yàn)教學(xué)的組織和質(zhì)量保障與實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、實(shí)驗(yàn)軟硬件保障和實(shí)驗(yàn)教學(xué)人才等密切相關(guān)，本文從實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理的體系入手，提出了從創(chuàng)新教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)知識(shí)維、百花齊放的方法維、一體化軟硬件和數(shù)據(jù)平臺(tái)保障的資源維、扎實(shí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)人才維等方面建立實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理多維體系，并以地理信息系統(tǒng)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理多維體系構(gòu)建為例，對(duì)建立多維實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理體系進(jìn)行設(shè)計(jì)與探討。

一、實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理的多維體系

實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理與課堂理論教學(xué)存在較大差別，涉及內(nèi)容、資源、教師、學(xué)生等眾多方面，是一個(gè)系統(tǒng)工程。單純從教學(xué)內(nèi)容設(shè)置或教學(xué)方法的創(chuàng)新不能有效提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量，本文提出基于系統(tǒng)論思想的實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理多維體系，包括知識(shí)維、資源維、方法維及人才維等，如圖1所示。

如圖1所示，實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理的知識(shí)維是體系中的核心，根據(jù)教學(xué)大綱，面向創(chuàng)新型人才培養(yǎng)，從教學(xué)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)到實(shí)驗(yàn)教材、實(shí)習(xí)指導(dǎo)書，涉及大量細(xì)致的工作，每一個(gè)實(shí)驗(yàn)要緊扣理論教學(xué)，設(shè)計(jì)要合理，切實(shí)可行，這是多維實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理的基礎(chǔ)；方法維是手段，也是當(dāng)前實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究的重點(diǎn)，要集合專業(yè)特色和實(shí)驗(yàn)特點(diǎn)，形成各具特色的實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新方法；資源維涉及實(shí)驗(yàn)場地、實(shí)驗(yàn)設(shè)備、實(shí)驗(yàn)材料(數(shù)據(jù))、實(shí)驗(yàn)軟件等，是多維實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理體系的保障；人才維是實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理多維體系結(jié)構(gòu)中的動(dòng)力，專任實(shí)驗(yàn)教師、專業(yè)課理論教學(xué)教師、投入到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的碩博士助教、實(shí)驗(yàn)管理人員，要根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)和內(nèi)容特點(diǎn)進(jìn)行合理配置，協(xié)同工作，才能支撐整個(gè)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)。總之，實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理是有機(jī)的系統(tǒng)工程，本文提出的多維體系從系統(tǒng)工程的角度，將實(shí)驗(yàn)教學(xué)中各個(gè)參與者進(jìn)行合理識(shí)別與組織，使得實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革重點(diǎn)突出、方向明確。

圖1　實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理多維體系

二、多維實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理體系的構(gòu)建

多維實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理體系的構(gòu)建要根據(jù)不同學(xué)科、專業(yè)特點(diǎn)，按照多維體系結(jié)構(gòu)中的每一個(gè)維度，有針對(duì)性地進(jìn)行梳理、規(guī)劃、設(shè)計(jì)和組織實(shí)施，但每一個(gè)維度構(gòu)建的參與主體和策略基本相同。下面分別對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理的知識(shí)維、方法維、資源維和人才維建設(shè)和改革的方向、措施及策略進(jìn)行分析。

1) 厚基礎(chǔ)與新技術(shù)新知識(shí)有機(jī)統(tǒng)一的知識(shí)維構(gòu)建。實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的一方面是夯實(shí)理論基礎(chǔ)，另一方面是培養(yǎng)創(chuàng)新實(shí)踐能力，實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)和組織至關(guān)重要。尤其是理工科實(shí)驗(yàn)教學(xué)，基礎(chǔ)和新技術(shù)新知識(shí)要并舉。因此，實(shí)驗(yàn)教學(xué)知識(shí)維的構(gòu)建要打破專任實(shí)驗(yàn)教師和專業(yè)課教師的本位和分割。專任實(shí)驗(yàn)教師要把基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容做厚做實(shí)，通過不斷的教學(xué)實(shí)踐提高專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效益，為新技術(shù)新知識(shí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)留下空間；專業(yè)課教師要發(fā)揮對(duì)新技術(shù)新知識(shí)跟蹤和科研的優(yōu)勢(shì)，將最新技術(shù)引入到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中來。兩者協(xié)同配合、有機(jī)統(tǒng)一，共同打造一個(gè)基礎(chǔ)扎實(shí)、知識(shí)新鮮的實(shí)驗(yàn)教學(xué)知識(shí)庫，為保障實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

2) 百花齊放的方法維。實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的創(chuàng)新應(yīng)該秉承百花齊放的理念，根據(jù)實(shí)驗(yàn)性質(zhì)、專業(yè)特色和實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)象，有針對(duì)性地設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，包括開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)、引導(dǎo)式實(shí)驗(yàn)教學(xué)、自主式實(shí)驗(yàn)教學(xué)、生產(chǎn)單位實(shí)踐性實(shí)驗(yàn)教學(xué)等[4,10-11]。同一個(gè)專業(yè)同一個(gè)實(shí)驗(yàn)課程可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容選擇不同的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法。

3) 開放共享的實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源維。實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源的投入問題一直是當(dāng)前實(shí)驗(yàn)教學(xué)組織實(shí)施管理中面臨的突出問題，一方面，大量的實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源閑置，另一方面，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的最新實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源欠缺。實(shí)驗(yàn)教學(xué)中資源維的建設(shè)要有針對(duì)性，在實(shí)驗(yàn)場地基礎(chǔ)設(shè)施上，無疑要加大投入，實(shí)驗(yàn)設(shè)備要充分利用學(xué)科建設(shè)和學(xué)科科研的優(yōu)勢(shì)，實(shí)行科研和教學(xué)統(tǒng)籌的開放共享機(jī)制，建立實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備開放共享平臺(tái)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)材料(數(shù)據(jù))和軟件的開放共享更為合適可行，應(yīng)逐步建立學(xué)科相關(guān)的材料、數(shù)據(jù)和軟件共享目錄，打造實(shí)驗(yàn)教學(xué)資料、材料、數(shù)據(jù)和軟件等資源的云服務(wù)。

4) 扎實(shí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)人才隊(duì)伍。實(shí)驗(yàn)教學(xué)隊(duì)伍不僅僅是專任實(shí)驗(yàn)教師和實(shí)驗(yàn)管理人員，更需要專業(yè)科研教師和碩博士助教等人員的參與，要參考國外大學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的模式，從機(jī)制上建立專任實(shí)驗(yàn)教師、專業(yè)課理論教學(xué)教師、投入到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的碩博士助教、實(shí)驗(yàn)管理人員職責(zé)明確的扎實(shí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)人才隊(duì)伍，讓專業(yè)課教師和專業(yè)人才進(jìn)入到實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，協(xié)調(diào)配合，讓實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)成為創(chuàng)新人才培養(yǎng)的橋梁。

多維實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理體系的構(gòu)建是一個(gè)長期積累的過程，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的知識(shí)、方法、資源和人才要并重共舉，從基礎(chǔ)和細(xì)節(jié)入手，有計(jì)劃有步驟地建設(shè)、改進(jìn)和完善。

三、GIS專業(yè)多維實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理體系設(shè)計(jì)

GIS專業(yè)兼顧理科和工科特色，地理學(xué)科、測繪學(xué)科、信息學(xué)科乃至人文學(xué)科的交叉在本專業(yè)中體現(xiàn)。近年來，作為戰(zhàn)略新興支柱產(chǎn)業(yè)，GIS人才就業(yè)已經(jīng)跳出傳統(tǒng)的測繪、規(guī)劃、資源、國土等行業(yè)，延伸到環(huán)境、衛(wèi)生、統(tǒng)計(jì)、物流、互聯(lián)網(wǎng)等，對(duì)GIS專業(yè)人才培養(yǎng)提出新的挑戰(zhàn)[8-9,12]。既要具有扎實(shí)的GIS專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，又要有實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)的多維實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理體系的構(gòu)建至關(guān)重要。本文以實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理的知識(shí)維、方法維、資源維和人才維等入手，結(jié)合GIS專業(yè)特色和人才培養(yǎng)要求，對(duì)GIS專業(yè)多維實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理體系進(jìn)行了設(shè)計(jì)。

1) 知識(shí)維。GIS的理論與技術(shù)涉及地理空間數(shù)據(jù)獲取、組織存儲(chǔ)、查詢統(tǒng)計(jì)、空間分析和可視化表達(dá)等，其實(shí)驗(yàn)教學(xué)知識(shí)體系設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮實(shí)驗(yàn)課程的關(guān)系、內(nèi)容銜接及課程發(fā)展，按照公共基礎(chǔ)模塊、專業(yè)基礎(chǔ)模塊、核心模塊、擴(kuò)展模塊和開放模塊進(jìn)行設(shè)置，如圖2所示。

圖2　GIS實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理的知識(shí)維

如圖2所示，公共基礎(chǔ)模塊主要由與GIS緊密相關(guān)的計(jì)算機(jī)及其設(shè)計(jì)開發(fā)實(shí)驗(yàn)構(gòu)成。專業(yè)基礎(chǔ)模塊是GIS數(shù)據(jù)獲取或處理相關(guān)的測繪遙感相關(guān)實(shí)驗(yàn)。專業(yè)核心模塊緊扣GIS專業(yè)的特點(diǎn)，包括GIS數(shù)據(jù)處理建庫、GIS軟件實(shí)習(xí)及GIS開發(fā)實(shí)習(xí)。擴(kuò)展模塊以網(wǎng)絡(luò)化、服務(wù)型GIS、移動(dòng)GIS設(shè)計(jì)等高端GIS技能實(shí)踐教學(xué)為主，開發(fā)模塊則緊扣應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生綜合實(shí)踐能力，可以直接對(duì)接測繪地理信息生產(chǎn)單位。

2) 方法維。GIS實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方法主要貼合行業(yè)，以實(shí)際行業(yè)應(yīng)用需求開發(fā)，以業(yè)務(wù)應(yīng)用為導(dǎo)向開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)，盡量采用真實(shí)背景的數(shù)據(jù)、項(xiàng)目需求進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)。在組織形式上，以開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)和生產(chǎn)單位實(shí)踐性實(shí)驗(yàn)教學(xué)為主，可以采取課外分組的團(tuán)隊(duì)形式，觸發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和培養(yǎng)自學(xué)、團(tuán)結(jié)協(xié)作能力，加強(qiáng)學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。

3) 資源維。GIS實(shí)驗(yàn)教學(xué)的資源以計(jì)算機(jī)、專業(yè)設(shè)備、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、軟件等為主。其中，計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)投入，專業(yè)設(shè)備以與測繪、遙感院系共享為主，重點(diǎn)在于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)軟件資源庫的建立，具體建設(shè)內(nèi)容見表1。

4) 人才維。GIS實(shí)驗(yàn)教學(xué)人才隊(duì)伍需要從專任實(shí)驗(yàn)教師、實(shí)驗(yàn)管理人員、專業(yè)科研教師和碩博士助教4個(gè)方面進(jìn)行建設(shè)。其中，專業(yè)科研教師包括對(duì)公共基礎(chǔ)模塊相關(guān)的計(jì)算機(jī)專業(yè)的教師，專任實(shí)驗(yàn)教師以專業(yè)基礎(chǔ)模塊和專業(yè)核心模塊的教學(xué)內(nèi)容組織和維護(hù)為主，兼顧擴(kuò)展模塊和開發(fā)模塊，碩博士助教與專任實(shí)驗(yàn)教師一起把本專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)核心內(nèi)容組織好、實(shí)施好。專業(yè)教師以擴(kuò)展模塊和開發(fā)模塊為主，著重于大型開放性創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的指導(dǎo)。

表1　GIS實(shí)驗(yàn)教學(xué)的數(shù)據(jù)和軟件資源

四、結(jié)束語

近年來，我國地理信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展突飛猛進(jìn)，規(guī)模持續(xù)增長，需要大批既具有很強(qiáng)的專業(yè)知識(shí)背景，又有很好的實(shí)踐動(dòng)手能力的人才，GIS實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)非常關(guān)鍵。以實(shí)驗(yàn)教學(xué)為抓手，建立與之相適應(yīng)的實(shí)踐教學(xué)管理體系，對(duì)于培養(yǎng)具備高素質(zhì)實(shí)踐創(chuàng)新的GIS人才至關(guān)重要。本文從實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理的體系入手，建立以知識(shí)維、方法維、資源維和人才維為支撐的多維實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理體系，系統(tǒng)探討了多維實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理體系構(gòu)建的方法和策略，結(jié)合地理信息系統(tǒng)專業(yè)特點(diǎn)，按照多維實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理體系進(jìn)行了梳理與設(shè)計(jì)，對(duì)于GIS專業(yè)創(chuàng)新實(shí)踐人才的培養(yǎng)具有很強(qiáng)的指導(dǎo)意義，可根據(jù)GIS專業(yè)人才培養(yǎng)的方向和特色進(jìn)行靈活的搭配與定制。

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A Multidimensional Management Architecture for Geographic Information System Experimental Teaching

SU Junying,ZHAN Changgen

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2015-09-24

蘇俊英(1974—)，女，博士，高級(jí)實(shí)驗(yàn)師，主要從事遙感與GIS的實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作。E-mail：jysu_sjy@whu.edu.cn

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0494-0911(2016)10-0133-04